1 Анализ структур, составов и требований к функциональным слоям микро твердооксидных топливных элементов

1.1 Твердооксидные топливные элементы

Твердооксидные топливные элементы, их свойства, классификация (на основе каких материалов создаются).

1.2 Применение микро-твердооксиддных топливных элементов

Область применения (где применяется в настоящее время и перспективы применения). Микроэлектроника на гибких подложках. Цель – получение пленок проводящих оксидов без нагрева подложки. Проблемы получения TCO без нагрева.

1.3 Анализ методов получения функциональных слоев микротвердооксидных топливнх элементов.

В данном разделе рассматриваются методы получения тонких пленок микро твердооксидных топливных элементов, их достоинства и недостатки.

1.4 Ионно-плазменное нанесение функциональных слоев микро-твердооксидных топливных элементов

Рассматриваются методы получения тонких пленок микро-твердооксидных топливных элементов методом ионно-плазменного распыления.

1.5 Патентный поиск

В данном разделе приводятся результаты патентного поиска по теме дипломного проекта

2. Анализ технического задания

В данном разделе проводится анализ технических требований к методу нанесения тонкопленочных слоев и свойствам наносимых слоев. Формулируются задачи, которые необходимо решить при выполнении дипломного проекта и определяются методы их решения

1. Технические данные по проекту

1. Метод нанесения – ионно-плазменное распыление;

2. Мощность ВЧ разряда − до 125 Вт

3. Материал мишени − стабилизированный диоксид циркония марки ЦрОИ-7 ТУ У 24.1-00201081:2005

4. Материал подложки – поликоровые подложки и пластины монокристаллического кремния Si(100), покрытого слоемSi₃N₄;

5. Диаметр мишени − 39 мм; 

6. Ширина мишени – 4мм; 

7. Расстояние мишень – подложка – 82 мм.

8. Толщина слоя – 400 нм ± 10 %; .

9. Рабочие газы − аргон, смесь аргона и кислорода (Ar,Ar/O₂);

10. Рабочее давление − 0.06 − 1.0 Па; 

11. Наносимые материалы – составы ZrO₂+Y₂O_3, YSZ;

12. Температура отжига 700 – 800 С;

3 Разработка конструкции ионнраспылительной системы для нанесения сегнетоэлектрических токих пленок

3.1 Расчет параметров ВЧ магнетронной распылительной системы для нанесения сегнетоэлектрических тонких пленок

Приводится методика расчета магнетронных распылительных систем. Производятся расчеты электрических и магнитных полей системы, тепловой расчет системы охлаждения магнетрона, равномерность распределения наносимых слоев, определяется компоновочная схема магнетрона.

Приводятся результаты оптимизации компоновочной схемы ВЧ магнетронной распылительной системы с точки зрения предварительных расчетов магнитной системы МРС и распределения электрических полей.

4 Исследование характеристик ТОКИХ ПЛЕНОК МТОТЭ

4.1 Разработка экспериментальной установки для нанесения тонких пленок микро-твердооксидных топливных элементов.

В данном разделе разрабатывается и описывается экспериментальная установка для нанесения тонких пленок микро-твердооксидных топливных элементов методом ионно-плазменного распыления.

4.2 Разработка методики проведения экспериментов и исследований характеристик тонких пленок микро ТОТЭ

В данном разделе описываются используемые методики проведения экспериментов по нанесению тонких пленок микро-твердооксидных топливныхэлементов, оборудование и методики измерения электрофизических характеристик, нанесенных слоев.

4.3 Результаты экспериментальных исследований

В данном разделе приводятся результаты экспериментальных исследований оптических и электрических характеристик нанесенных сегнетоэлектрических тонких пленок.

5 Разработка технологической инструкции

В данном разделе описывается технологическая инструкция на технологический процесс нанесения тонких пленок микро-твердооксидных топливных элементов методом ионно-плазменного распыления.

6 Технико-экономическое обоснование

В данном разделе производится расчёт затрат на проведение НИР по разработке ионно-плазменных методов нанесения и исследованию электрофизических характеристик функциональных слоев микро-твердооксидных топливных элементов.

7. Рекомендации по технике безопасности и охране труда

В данном разделе формулируются основные требования по технике безопасности, охране труда и электробезопасности при проведении работ по нанесению функциональных слоев микро-твердооксидных топливных элементов методом ионно-плазменного распыления.

Выводы

В данном разделе дается анализ полученных в ходе выполнения дипломного проекта результатов, соответствие полученных результатов требованиям, указанным в техническом задании к дипломному проекту, указывается область применения результатов дипломного проекта.

Литература

Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)

Сборочный чертеж мионно-плазменной распылительной системы – формат А3, лист 1; 

Чертежи деталей ионно-плазменной распылительной системы – формат А3, листов 1;  

Графические материалы − форматА1, листов 3. 

3. ПРОВЕДЕНИЕ ПАТЕНТНОГО ПОИСКА

В ходе выполнения патентного поиска были проанализированы патентные базы СНГ, Европы, США и Японии, глубина поиска с 2007 по 2013 год, в качестве источников информации использовался фонд описания изобретения.

Результаты поиска и выявленные аналоги их существенные признаки сведены в приложение А.

3. ИЗУЧЕННЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

В ходе преддипломной практики были изучены следующие нормативно-технические документы.

СТП01–2010 - Стандарт предприятия ДИПЛОМНЫЕ ПРОЕКТЫ (РАБОТЫ) ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

ГОСТ 29137-91. Формовка выводов и установка изделий электронной техники на печатные платы.

СТБ 1014-95. Изделия машиностроения. Детали. Общие технические условия.

СТБ 1022-96. Изделия машиностроения. Сборочные единицы. Общие технические условия.

ГОСТ 2.104-88 ЕСКД – Общие требования и выполнения конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ.

ГОСТ 2.104-68 ЕСКД – Основные подписи.

ГОСТ 2.106-68 ЕСКД – Текстовые документы.

ГОСТ 2.109-73 ЕСКД – Основные требования к чертежам.

ГОСТ 2.301-68 ЕСКД – Форматы.

ГОСТ 2.304-81 ЕСКД – Шрифты чертежей.

ГОСТ 2.316-68 ЕСКД – Обозначение буквенное.

ГОСТ 8.417-81 ГИС – Единицы физической величины.

Р 21.1101-92 СПДС – Основные требования к рабочей документации.

ГОСТ 2.105—95 Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам

ГОСТ 6.38—90 Унифицированные системы документации. Система организационно-распорядительной документации. Требования к оформлению документов

ГОСТ 15.011—82 Система разработки и постановки продукции на производство. Порядок проведения патентных исследований.

3. РАЗРАБОТКА ГРАФИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА

Одним из разделов дипломного проекта является «Разработка экспериментальной установки ионнно-плазменного распыления для нанесения тонких пленок». В данном пункте модернизируется конструкция ВЧ магнетронного распыления согласно ранее разработанной компоновочной схеме. Приведено подетальное описание конструкции МРС и её графическое изображение для процессов формирования функциональных слоев микро-твердооксидных топливных элементов, а также алгоритм исследований.

Графический материал приведен в приложении Б.

8. АДАПТАЦИЯ К ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ИНЖЕНЕРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Преддипломная практика проходила в УО Белорусский Государственный Дворец Детей и Молодежи.

При прохождении практики происходило:

• ознакомление со структурой предприятия;

• экскурс по производственным цехам;

• изучение основных стандартов предприятия;

• ознакомление с основными разработками отдела.

Основными достижениями являлись:

• изучение основных программ используемых для разработок изделий: P-CAD, Altium Desinger, AutoCAD Mechanical, Autodesk Inventor Professional;

• разработка 3d элементов в программе SolidWorks 2011;

• участие в разработке конструкторской документации;

• поиск информации по теме дипломного проекта;